Bild wikipedia (engelsk) Topografisk karta över Mars
med märkta formationer och Mars-dikotomin synlig (norra låglänta och södra
höglandshalvklotet)
Marsianska dagar och år är längre än de på jorden.
Planetens dag, eller full rotation runt sin axel är 40 minuter längre än
jordens och det tar 687 dagar att fullborda en omloppsbana runt solen, jämfört
med jordens 365 dagar. Forskare behöver veta hur snabbt eller långsamt varje
sekund passerar på Mars jämfört med på jorden.
Om du skulle landa på Mars yta med en atomklocka
skulle den fortfarande ticka på samma sätt som på jorden. Men om du jämför
Marsklockan med en på jorden kommer de att vara ur synk. Utmaningen är att
avgöra hur mycket Mars tid är förskjuten från jordens.
Det var mycket knepigare än vad NIST:s fysiker (National
Institute of Standards and Technology, en amerikansk organisation under
handelsdepartementet) hade förväntat sig. Einsteins relativitetsteori säger att
gravitationens styrka påverkar tidens gång. Klockor tickar långsammare där
gravitationen är starkare, och snabbare där gravitationen är svagare.
Hastigheten på en planets bana får även klockorna att ticka antingen långsammare eller
snabbare beroende på banans längd.
NIST valde en punkt på Mars yta som referens. Tack
vare år av data insamlade från tidigare Marsuppdrag kunde Patla och NIST-fysikern Neil
Ashby uppskatta gravitationen på Mars yta,
som är fem gånger svagare än jordens gravitation på ytan.
Men de behövde ta hänsyn till mer än bara Mars
gravitation. Vårt solsystem har andra massiva kroppar som drar i varandra.
Solen står ensam för mer än 99 % av massan i vårt solsystem. Mars position i
solsystemet och avstånd från solen inclusive dess grannplanater som jorden, månen,
Jupiter och Saturnus ger den in i en
mer excentrisk bana. Jordens och månens banor är relativt konstanta. Tiden på
månen är konsekvent 56 mikrosekunder snabbare än tiden på jorden.
"Men för Mars är det inte så. Dess avstånd från solen och dess excentriska bana gör tidsvariationerna större. Ett trekroppsproblem är extremt komplicerat. Nu har vi att göra med fyra: solen, jorden, månen och Mars," beskriver Patla. "
Efter att ha tagit hänsyn till Marsytans
gravitation utifrån Mars excentriska bana, solens, jordens och månens effekt på Mars kom Patla och Ashby fram till ett svar. Just nu är kommunikationen mellan
jorden och Mars försenad med allt från fyra till 24 minuter (ibland mer).
Att ha en ram för timing mellan planeter banar väg
för att skapa synkroniserade nätverk över enorma avstånd. Einstein visade oss att klockor inte tickar i
samma takt i universum. Klockor går något snabbare eller långsammare
beroende på gravitationens styrka i omgivningen, vilket gör det knepigt att
synkronisera våra klockor här på jorden, än mindre över det enorma solsystemet.
Om människor vill etablera en långsiktig närvaro på den röda planeten behöver
forskarna veta: Vad är klockan på Mars?
Nu vet man. I genomsnitt tickar klockor på Mars 477
mikrosekunder (miljondelar av en sekund) snabbare än på jorden. Mars
excentriska bana och gravitationen från dess grannar kan dock öka
eller minska detta med så mycket som 226 mikrosekunder per dag under Mars-året. Studiens resultat publicerades i The
Astronomical Journal
Studien är grundad på en tidigare artikel från
2024 där NIST:s fysiker utvecklade en plan för exakt tidmätning på månen.
